鈣鈦礦型鐵電氧化物具有外場可控的極化，可作為信息存儲和邏輯器件。拓撲極化結構自身的拓撲保護性，使其在信息處理、傳輸、存儲等方面具有重要的應用價值。然而，鐵電材料中的極化拓撲結構一般都包含本體對稱性不允許的連續(xù)極化旋轉。如何突破鐵電極化與晶格應變的相互制約，實現(xiàn)極化反轉與晶格應變的有效調(diào)控，獲得有望用于超高密度信息存儲的結構單元，是當今鐵電材料領域面臨的一個基礎性科學難題?！　?p>2015年，馬秀良研究團隊利用具有亞埃尺度分辨能力的像差校正電子顯微術，在超薄PbTiO3鐵電薄膜中不僅發(fā)現(xiàn)通量全閉合疇結構及其新奇的原子構型圖譜，而且觀察到由順時針和逆時針閉合結構交替排列所構成的大尺度周期性陣列(Science 2015)。在此基礎上，美國伯克利國家實驗室Ramesh院士領導的課題組發(fā)現(xiàn)了具有渦旋特征的通量全閉合結構(Nature 2016)以及與唐云龍博士合作發(fā)現(xiàn)了斯格明子晶格(Nature 2019)。最近，馬秀良研究團隊又相繼在鐵電材料中發(fā)現(xiàn)半子及半子晶格(Nature Materials 2020)以及周期性電極化波(Science Advances 2021)。　　

針對鐵電拓撲結構目前的研究現(xiàn)狀、未來發(fā)展方向、科學研究的原動力、電子顯微技術的作用、物質(zhì)結構的再認識、新材料的探索等諸多話題，2021年5月，馬秀良研究員和Ramesh院士同時接受了自然指數(shù)（Nature Index）的視頻專訪。該訪談的簡要內(nèi)容于2021年7月1日刊登在《自然》（Nature）上?！　?p>2014年11月開始發(fā)布的自然指數(shù)（Nature Index）是依托于具有重要影響力的國際學術期刊，統(tǒng)計各高校、科研院所（國家）在國際上最具影響力的研究型學術期刊上發(fā)表論文信息的數(shù)據(jù)庫。自然指數(shù)現(xiàn)已發(fā)展成為國際公認的，能夠衡量機構、國家和地區(qū)在科學領域的高質(zhì)量研究產(chǎn)出與合作情況的重要指標，在全球范圍內(nèi)具有一定的影響力。

(a) 斯格明子中的三維極化示意圖；(b)會聚型和發(fā)散型半子交替排列所形成的周期性半子晶格示意圖。